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KR101159055B1 - 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물 - Google Patents

안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물 Download PDF

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KR101159055B1
KR101159055B1 KR1020077000588A KR20077000588A KR101159055B1 KR 101159055 B1 KR101159055 B1 KR 101159055B1 KR 1020077000588 A KR1020077000588 A KR 1020077000588A KR 20077000588 A KR20077000588 A KR 20077000588A KR 101159055 B1 KR101159055 B1 KR 101159055B1
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KR
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aromatic chelating
acid
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클레르 조베르
브누아 르뀌엠므
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알케마 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물에 관한 것이다. 당해 조성물은 주석산염 안정제, 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 및 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물로 이루어진 안정제 시스템을 함유한다. 당해 조성물은 살균제로서, 킬레이트화제로서 그리고 모발 관리 및 치아 미백 등의 다양한 개인 관리 용도에 사용하기에 적합하다.
과산화수소, 증점, 안정제 시스템, 주석산염 안정제, 인 함유 안정제, 방향족 킬레이트화제, 중합체성 증점제, 크산탄 검.

Description

안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물{Stabilized thickened hydrogen peroxide containing compositions}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 본원에서 전체적으로 참조로 인용된, 선행하는 2004년 7월 9일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/586,682호 및 2004년 12월 28일자로 출원된 미국 비가특허 출원 제11/023,705호의 35 U.S.C. §119(e)하의 우선권을 주장한다.
본 발명은 과산화수소 함유 조성물의 안정화에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다양한 살균제, 세정, 개인 관리, 약제, 직물 및 산업 용도로 사용하기에 적합한 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물에 관한 것이다.
세정 조성물에 차아염소산 용액을 사용하는 데 있어서 고유한 단점을 피하기 위하여, 당해 제품의 제조업자들은 수성 과산화수소를 기재로 한 대체 조성물을 개발하여 왔다. 과산화수소는 이의 분해 생성물이 산소와 물이기 때문에, 일반적으로 독물학적 및 환경적 견지로부터 허용된다. 또한, 이러한 조성물은 섬유 안전성 및 색상 안전성이다.
중합체성 증점제는 세정 조성물에 가하여 비수평적 표면에서의 체류 시간을 증가시킬 뿐만 아니라, 조성물의 심미성을 강화하고, 사용 용이성을 제공하고, 조성물의 기타 성분들을 부유시킨다. 금속 이온 등의 촉매적으로 활성인 물질에 의해 야기되는 과산화수소의 분해는 방지하기에 매우 어렵다. 또한, 다수의 통상적인 중합체성 증점제는 과산화수소의 분해를 촉진시키고 그 자체가 과산화수소의 존재하에 불안정하다. 따라서, 요구되는 안정성을 갖는 조성물을 생성하기가 매우 곤란하여 왔다. 과산화수소의 과도한 분해로, 조성물은 이의 세정력을 손실한다. 또한, 중합체성 증점제의 분해는 세정 조성물의 점도를 감소시키고, 비수평적 표면에 부착되는 능력을 감소시킨다.
결과적으로, 안정제는 과산화수소 함유 증점 조성물의 안정성을 개선시키도록 개발되어 왔다. 안정제는 예를 들면, 암버터(Ambuter)에 허여된, 미국 특허공보 제5,997,764호 및 제6,083,422호에 논의되어 있다. 이러한 안정제는 과산화수소 함유 증점 조성물의 저장 수명을 증가시키지만, 이들 안정제중 어느 것도 완전히 만족스럽지는 않다. 따라서, 증가된 안정성을 갖는 과산화수소 함유 증점 조성물에 대한 요구가 존재한다.
발명의 요약
본 발명은 과산화수소 함유 증점 조성물에 관한 것이다. 당해 조성물은,
과산화수소(a) 약 0.5 내지 약 15중량%,
물(b),
중합체성 증점제 또는 중합체성 증점제들의 혼합물(c) 약 0.05 내지 10중량%,
주석산염 안정제(i) 약 10ppm 내지 약 1%, 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물(ii) 약 10ppm 내지 약 1% 및 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물(iii) 약 10ppm 내지 약 1%를 포함하는 안정제 시스템(d)을 포함하고, 점도가 약 500cP 이상이다.
3성분 안정제 시스템을 포함하는 과산화수소 함유 증점 조성물은 저장 안정성이다.
달리 지시되지 않는 한, 용어 "포스폰산 킬레이트화제", "방향족 킬레이트화제", "주석산염 안정제", "계면활성제", "중합체성 증점제", "피로포스페이트", "수성 염기" 및 유사한 용어들은 이러한 물질의 혼합물도 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 백분율은 중량%(wt%)이고, 모든 온도는 섭씨(Celsius)이다.
본 발명은 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물에 관한 것이다. 이는 과산화수소, 물, 중합체성 증점제 및 3성분: 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물, 주석산염 안정제 및 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물로 구성된 안정제 시스템을 포함한다. 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물이 세정 조성물로서 사용되는 경우, 세정 조성물의 통상적인 성분인 기타 성분, 예를 들면, 계면활성제 또는 계면활성제들의 혼합물이 존재한다.
중합체성 증점제
안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 조성물의 조절 분배를 돕고, 조성물이 적용되는 비수평적 표면으로부터의 배수를 지연시키며, 조성물의 기타 성분들의 부유를 돕는, 중합체성 증점제 또는 중합체성 증점제들의 혼합물을 포함한다. 중합체성 증점제 또는 증점제들의 농도는 최종 조성물에 요구되는 점도, 중합체성 증점제 또는 증점제들의 특성 및 조성물에 존재하는 기타 물질의 특성 및 농도에 좌우되지만, 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 통상적으로 중합체성 증점제, 또는 하나 이상의 중합체성 증점제가 존재하는 경우, 중합체성 증점제들을 약 0.01 내지 약 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 약 5중량%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2.5중량%, 보다 더 바람직하게는 약 0.25 내지 2.0중량%를 포함한다. 중합체성 증점제는 물에 분산시키고 염기로 중화시켜 과산화수소 함유 조성물을 증점시키고 겔을 형성할 수 있다.
중합체성 증점제는 예를 들면, 합성 중합체, 셀룰로스 에스테르 및 생중합체를 포함한다. 합성 중합체는 예를 들면, 올레핀계 불포화 카복실산 및/또는 무수 단량체, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 등의 단독중합체 및 공중합체를 포함한다. 바람직한 카복실산은 아크릴산이다. 공중합체는 바람직하게는 카복실산 단량체와 소수성 단량체의 공중합체이다. 통상적으로 소수성 단량체는 장쇄 탄소 쇄 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르, 예를 들면, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트 및 상응하는 메타크릴레이트 에스테르, 및 방향족 단량체, 예를 들면, 스티렌 및 치환된 스티렌을 포함한다. 이러한 중합체는 통상적으로 분자량이 약 10,000 내지 약 900,000 이상이다. 중합체는 또한 가교결합될 수 있다. 기타 유용한 중합체성 증점제는 암버터에 허여된, 미국 특허공보 제5,997,764호의 컬럼 6, 1행 내지 컬럼 7, 29행에 기재되어 있으며, 당해 문헌의 공개 내용은 본원에 참조로 인용된다.
셀룰로스 에스테르는 예를 들면, 카복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스 등을 포함한다. 생중합체는 예를 들면, 크산탄 검, 로커스트 빈 검, 구아 검, 캐러브 두 검, 코냑, 카라기난, 알기네이트, 펙틴 등을 포함한다. 예를 들면, 크산탄 검은 미생물인 크산토모나스 캄페스트리스(Xanthomonas campestris)에 의해 생성된 고분자량 다당류이다.
과산화수소 함유 증점 조성물의 점도는 조성물에 사용되는 중합체성 증점제 또는 증점제들, 이의 농도, 조성물의 의도하는 용도에 요구되는 점도에 좌우된다. 폴리아크릴레이트 증점제는 통상적으로 약 10,000 내지 100,000cP의 점도를 제공한다. 크산탄 검 증점제는 통상적으로 약 500 내지 약 1,500cP의 점도를 제공한다. 치아 미백 겔은 점도가 통상적으로 약 10,000cP를 초과한다. 유동성이어야 하는 액상 세제는 통상적으로 점도가 약 500 내지 약 2,000cP이다.
안정제 시스템
안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 3성분 안정제 시스템을 포함한다. 안정제 시스템은 주석산염 안정제(a) 약 10ppm 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 15 내지 약 2500ppm(0.25중량%), 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 1000ppm(0.1중량%), 보다 더 바람직하게는 약 50 내지 약 500ppm, 인 함유 안정제, 또는 하나 이상의 인 함유 안정제가 사용되는 경우, 인 함유 안정제들의 혼합물(b) 약 10ppm 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 15 내지 약 2500ppm(0.25중량%), 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 1000ppm(0.1중량%), 보다 더 바람직하게는 약 40 내지 약 500ppm, 및 방향족 킬레이트화제, 또는 하나 이상의 방향족 킬레이트화제가 사용되는 경우, 방향족 킬레이트화제들들의 혼합물(c) 약 10ppm 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 15 내지 약 2500ppm(0.25중량%), 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 1000ppm(0.1중량%), 보다 더 바람직하게는 약 30 내지 약 600ppm을 포함한다. 하나의 양태에서, 안정제 시스템은 3성분 각각을 약 30 내지 약 500ppm, 통상적으로 60 내지 300ppm 포함한다. 통상적으로, 각각의 성분 및 시스템 전체의 양에 대한 상한선은 경제적 측면 및 요구되는 안정화도에 의해 결정된다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 특정한 pH 범위에서 하나 이상의 이러한 안정제 성분은 이의 상응하는 음이온 또는 음이온들로서, 또는 이 성분의 평형 혼합물 및 이의 상응하는 음이온 또는 음이온들로서 존재할 수 있다. 안정제 성분들의 음이온 및 이러한 안정제 성분들과 이의 상응하는 음이온 또는 음이온들의 혼합물은 이러한 안정제 성분들 각각의 정의에 포함되며, 청구항의 범위 내에 존재한다.
인 함유 안정제는 피로포스페이트(예: Na4P2O7, Na3HP2O7, Na2H2P2O7 및 K2H2P2O7) 및 인산 킬레이트화제를 포함한다. 포스폰산 킬레이트화제는 예를 들면, 화학식 N(CR1R2PO3H2)3의 화합물(여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다), 예를 들면, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산)(ATMP)(DEQUEST® 2000, Solutia, St. Louis, MO, USA)(여기서, R1 및 R2는 각각 수소이다); 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산)(DTPA)(DEQUEST® 2066); 헥사메틸렌 디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)(DEQUEST® 2054); 비스 헥사메틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산(DEQUEST® 2090); 및 화학식 C(R3)(PO3H2)2OH의 화합물(여기서, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다), 예를 들면, 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산(HEDP)(DEQUEST® 2010)(C(CH3)(PO3H2)2OH)을 포함한다. 바람직한 인계 킬레이트화제는 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산) 및 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산)을 포함한다.
주석산염 안정제는 주석 화합물, 예를 들면, 황산주석, 주석산나트륨(Na2SnO3·3(H2O)), 이염화주석 또는 사염화주석의 가수분해로부터 반응계 내에서 형성될 수 있다. 주석산염 안정제는 콜로이드성 산화주석인 것으로 여겨지지만, 이는 통상적으로 콜로이드성 주석산나트륨 또는 주석산나트륨이라고 한다.
과산화수소 함유 증점 조성물은 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물을 포함한다. 어떠한 설명 이론으로라도 제약하려는 것은 아니지만, 이러한 화합물은 라디칼 봉쇄제(scavenger)로서의 기능을 한다고 여겨진다. 방향족 구조는 카보사이클릭 방향족 환, 예를 들면, 벤젠 또는 나프탈렌 환, 및 헤테로방향족 환, 예를 들면, 피리딘 및 퀴놀린을 포함한다. 안정제는 또한 킬레이트화 그룹, 예를 들면, 하이드록실, 카복실, 포스포네이트 또는 설포네이트를 함유하여야 한다.
방향족 킬레이트화제는 예를 들면, 살리실산; 치환된 살리실산, 예를 들면, 3-메틸살리실산, 4-메틸 살리실산, 5-메틸 살리실산, 6-메틸 살리실산, 3,5-디메틸 살리실산, 3-에틸 살리실산, 3-이소-프로필 살리실산, 3-메톡시 살리실산, 4-메톡시 살리실산, 5-메티옥시 살리실산, 6-메톡시 살리실산, 4-에톡시 살리실산, 5-에티옥시 살리실산, 2-클로로 살리실산, 3-클로로 살리실산, 4-클로로 살리실산, 5-클로로 살리실산, 3,5-디클로로 살리실산, 4-플루오로 살리실산, 5-플루오로 살리실산, 6-플루오로 살리실산; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 방향족 킬레이트화제는 예를 들면, 8-하이드록시-퀴놀린; 치환된 8-하이드록시-퀴놀린, 예를 들면, 5-메틸-8-하이드록시-퀴놀린, 5-메톡시-8-하이드록시-퀴놀린, 5-클로로-8-하이드록시-퀴놀린, 5,7-디클로로-8-하이드록시-퀴놀린, 8-하이드록시-퀴놀린-5-설폰산 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 방향족 킬레이트화제는 예를 들면, 피리딘-2-카복실산, 예를 들면, 피콜린산 (2-피리딘카복실산); 디피콜린산 (2,6-피리딘디카복실산); 6-하이드록시-피콜린산; 치환된 6-하이드록시-피콜린산, 예를 들면, 3-메틸-6-하이드록시-피콜린산, 3-메톡시-6-하이드록시-피콜린산, 3-클로로-6-하이드록시-피콜린산, 3,5-디클로로-6-하이드록시-피콜린산; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직한 방향족 킬레이트화제는 살리실산, 6-하이드록시-피콜린산 및 8-하이드록시-퀴놀린을 포함한다.
Figure 112007002275793-pct00001
기타 성분
안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 예를 들면, 살균 로션으로서 또는 모발의 산화적 염색에 사용될 수 있다. 그러나, 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물이 세정 조성물로서 사용되는 경우, 세정 조성물의 통상적인 성분인 기타 성분들을 포함할 수 있다.
조성물은 또한 계면활성제 또는 계면활성제들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 세정 조성물에 유용한 다수의 계면활성제가 익히 공지되어 있다. 계면활성제는 당업자에게 익히 공지되어 있으며, 예를 들면, 문헌[참조: McCutcheon's Detergents and Emulsifiers, Manufacturing Confectioners Publishing Company, Glen Rock, NJ, and in Encyclopedia of Surfactants, Volumes I-III, Compiled by M. and I. Ash, Chemical Publishing Co., NY]에 기재되어 있다. 세정 조성물에 유용한 계면활성제는 예를 들면, 와이즈(Wise)에 허여된, 미국 특허공보 제5,169,552호; 고셀링크(Gosselink)에 허여된, 미국 특허공보 제4,702,857호, 특히 컬럼 17, 27행 내지 컬럼 22, 19행, 및 래플린(Laughlin)에 허여된, 미국 특허공보 제3,929,678호, 특히 컬럼 5, 65행 내지 컬럼 36, 30행에 기재되어 있다. 계면활성제 또는 계면활성제들의 혼합물의 농도는 통상적으로 조성물의 약 0.25 내지 약 25중량%, 보다 통상적으로 약 1.0 내지 15중량%이다. 바람직하게는, 계면활성제 또는 계면활성제들은 과산화수소에 의한 산화에 민감한 관능 그룹들, 예를 들면, 탄소-탄소 이중 결합, 하이드록실 그룹 등을 함유하지 않는다.
비이온성 계면활성제는 통상적으로 소수성 유기 지방족 화합물, 예를 들면, 장쇄 지방족 알콜과 친수성 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와의 축합 생성물이다. 수득한 폴리에테르 쇄의 길이는 소수성 특성과 친수성 특성 사이의 목적하는 균형을 달성하도록 조정할 수 있다. 비이온성 계면활성제는 예를 들면, 에톡시화 및 프로폭시화 알콜, 특히 C8 -20 알콜과 알콜 1mol당 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드 2 내지 100mol, 특히 직쇄 또는 측쇄 형상의 탄소수 약 8 내지 18의 1차 알콜과 에틸렌 옥사이드 5 내지 30mol과의 에톡실레이트, 예를 들면, 데실 알콜, 세틸 알콜, 라우릴 알콜 또는 미리스틸 알콜의 에톡실레이트; 직쇄 또는 측쇄 형상의 탄소수 8 내지 18의 2차 지방족 알콜과 에틸렌 옥사이드 5 내지 30mol과의 에톡실레이트; 탄소수 8 내지 20의 지방족 알콜과 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드와의 축합물; 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 옥사이드; 에톡시화 수소화 피마자유; 및 소르비탄 에스테르의 에톡실레이트를 포함한다.
음이온성 계면활성제는 예를 들면, 알킬 에테르 포스페이트, 알킬 아릴 설포네이트, 알킬 에테르 설페이트, 알킬 설페이트, 아릴 설포네이트, 카복실화 알콜 에톡실레이트, 올레핀 설포네이트, 석시네이트, 지방산 비누, 알킬 디페닐 디설포네이트 등 및 이들의 혼합물을 포함한다. 음이온성 계면활성제의 예는 나트륨 세틸 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트(SLS), 나트륨 미리스틸 설페이트 및 나트륨 스테아릴 설페이트, 나트륨 도데실벤젠 설포네이트 및 나트륨 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 설페이트이다.
기타 통상적인 성분들은 각각의 성분이 과산화수소 함유 증점 조성물의 다른 성분들과 혼화성이고 성분들의 존재가 과산화수소 함유 증점 조성물의 특성에 부정적인 영향을 미치지 않는 한, 포함시킬 수 있다. 각각의 추가 성분은 통상적인 형태의 과산화수소 함유 조성물을 변경시키는 데 사용하며 유효량, 즉 조성물의 특성에 부정적인 영향을 미치지 않고 목적하는 효과를 달성하는 데 필요한 양으로 존재한다.
예를 들면, 세정 용도로 사용되는 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 또한 향료 및 방향물을 통상적으로 조성물의 약 0.03 내지 약 0.5중량% 포함할 수도 있다. 형광 백화제 또한 통상적으로 약 0.1 내지 1.0중량% 존재할 수도 있다. 재부착 방지제, 예를 들면, 폴리비닐 피롤리돈, 하이드록시에틸 셀룰로스, 나트륨 카복시메틸 셀룰로스 및 하이드록시프로필 에틸 셀룰로스가 존재할 수 있다. 충전제 염, 예를 들면, 황산나트륨 또는 염화나트륨이 존재할 수 있다. 기타 통상적인 성분은 염료 및 기타 착색제; 직물 유연화 조성물; 대전 조절제; 광학 불투명제, 예를 들면, 폴리스티렌 입자; 및 거품 조절제, 예를 들면, 디메틸폴리실록산을 포함한다.
안정제 시스템은 광범위한 pH 범위에 걸쳐 사용될 수 있다. 그러나, 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물의 pH는 약 9 미만, 통상적으로 약 8 미만, 보다 통상적으로 약 3 내지 약 7, 보다 더 통상적으로 약 5 내지 약 7일 수 있다. 완충제, 예를 들면, 인산염 완충제를 포함시켜 pH를 목적하는 값으로 유지시킬 수 있지만, 이는 모든 경우에 필요한 것은 아니다.
과산화수소
안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 통상적으로 과산화수소를 약 0.5 내지 약 15중량%, 통상적으로 약 1 내지 약 10중량%, 보다 통상적으로 약 2 내지 약 8중량%, 보다 더 통상적으로 약 3 내지 약 5중량% 포함한다. 과산화수소(H2O2)는 시판중이며, 이의 제조방법은 다수의 특허 문헌 및 공개 문헌에 기재되어 있다. 안트라퀴논 공정(리들-플라이더러(Riedl-Pfleiderer) 공정)이 예를 들면, 리들에 허여된, 미국 특허공보 제2,158,525호 및 문헌[참조: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd. ed., Volume 13, Wiley, New York, 1981, pp. 15-22]에 기재되어 있다.
목적하는 pH가 달성될 때까지 염기, 예를 들면, 수성 수산화나트륨 또는 수성 수산화칼륨을 조성물에 가할 필요가 있을 수 있다. 수성 수산화나트륨이 바람직하다. 염기에는 과산화수소의 분해를 촉매하는 금속 이온, 예를 들면, 제1철 이온, 제2철 이온, 제2 구리 이온, 제1 구리 이온, 망간 이온 및 유사한 전이금속 이온이 부재하여야 한다. 염기에는 또한 과산화수소와 반응하는 유기 및 무기 물질이 부재하여야 한다.
모든 기타 성분들이 고려된 후, 물은 과산화수소 함유 증점 조성물의 밸런스를 구성한다. 과산화수소는 통상적으로 30 내지 70중량% 수용액으로서 시판중이기 때문에, 통상적으로 과산화수소를 물로 희석하여 목적하는 과산화수소 농도를 수득할 필요가 있다. 물에는 과산화수소의 분해를 촉매하는 금속 이온, 예를 들면, 제1철 이온, 제2철 이온, 제2 구리 이온, 제1 구리 이온, 망간 이온 및 유사한 전이금속 이온이 부재하여야 한다. 물에는 또한 과산화수소에 의해 산화되는 유기 물질이 부재하여야 한다. 물에는 또한 과산화수소와 반응하는 무기 물질, 예를 들면, 염소(Cl2), 차아염소산(HOCl) 및 차아염소산나트륨(NaOCl)과 반응하는 무기 물질이 부재하여야 한다. 증류수 또는 탈이온수가 바람직하다.
안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 다양한 살균제, 세정, 개인 관리, 약제, 직물 및 산업 용도에 사용될 수 있다. 이는 접촉되는 표면을 살균하고 살균 용액 또는 살균 로션으로서 사용될 수도 있다. 계면활성제가 존재하는 경우, 이는 접촉하는 표면을 세정 및 살균시킨다. 이는 세정 및/또는 살균되는 물체와 조성물 사이의 우수한 접촉을 보장하는 어떠한 방법이라도 사용하여, 예를 들면, 분무, 와이핑으로 적용한 다음, 예를 들면, 물로 헹구고/헹구거나 와이핑하여 제거한다. 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물은 예를 들면, 액상 세제로서 및 구강 관리 용도에, 예를 들면, 치아 표백 조성물에 사용될 수도 있다.
이는 또한 모발 염색에 광범위하게 사용되는 산화적 염색에 사용될 수도 있다. 산화적 염색방법에서, 과산화수소는 하나 이상의 산화적 모발 착색제, 일반적으로 모발로 확산할 수 있고 하나 이상의 1급 중간체 및 하나 이상의 커플러를 포함하는 작은 분자와의 배합에 사용한다. 과산화수소는 1차 중간체의 작은 분자들을 활성화시켜 분자들이 커플러와 반응하여 모간(hair shaft)에 보다 큰 크기의 화합물을 형성하여 다양한 색조 및 색상으로 모발을 착색시킨다. 통상적인 1차 중간체는 p-페닐렌디아민, p-톨루엔디아민, p-아미노페놀 및 4-아미노-3-메틸페놀을 포함한다. 통상적인 커플러는 레조르시놀, 2-메틸레조르시놀, 3-아미노페놀 및 5-아미노-2-메틸페놀을 포함한다. 색상은 1차 중간체(들) 및 커플러(들)에 좌우된다. 통상적으로, 과산화수소는 3 내지 12중량%, 바람직하게는 6중량%의 수용액이며, 이는 점성 액체 또는 겔일 수 있다. 일반적으로, 1차 중간체(들)와 커플러(들)를 포함하는 모발 염색 조성물을 제조한 다음, 사용시, 본질적으로 균질한 조성물이 수득될 때까지 안정화된 과산화수소 함유 증점 조성물과 혼합한다. 수득한 조성물은 이의 제조 직후, 염색되는 모발에 적용하고 모발과 접촉한 상태로 15 내지 50℃에서 약 2 내지 약 60분 동안, 통상적으로 약 15 내지 45분 동안, 특히 약 30분 동안 잔존하도록 한다. 모발을 물로 헹구고 건조시킨다. 필요한 경우, 이를 샴푸로 세척하고 예를 들면, 물 또는 약산성 용액, 예를 들면, 시트르산 또는 타르타르산 용액으로 헹군다. 후속적으로 모발을 건조시킨다.
본 발명의 유리한 특성을 다음 실시예를 참조하여 관찰할 수 있으며, 당해 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
용어 해석
ACULYN® 28 아크릴레이트/베헤네트-25 메타크릴레이트 공중합체
(Rohm and Haas, Philadelphia, PA, USA)
CARBOPOL® 2020 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제
(Noveon, Cleveland, OH, USA)
CARBOPOL® EZ-2 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제
(Noveon, Cleveland, OH, USA)
CARBOPOL® EZ-3 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제
(Noveon, Cleveland, OH, USA)
DTPA 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산)
(DEQUEST® 2066)(Solutia, St. Louis, MO, USA)
HEDP 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산
(DEQUEST® 2010) (Solutia, St. Louis, MO, USA)
RHODOPOL®T 크산탄 검 중합체성 증점제
(Rhodia, Cranbury, NJ, USA)
주석산나트 Sodium stannate, Na2SnO3·H2O
피로포스페이트 Na2H2P2O7
일반 공정
안정화된 50% 과산화수소 용액의 제조
안정화제를 탈이온수와 혼합하여 표준 안정제 시스템 용액을 제조하였다. 안정화 시스템을 70% 과산화수소에 가하고 수득한 안정화 과산화수소를 탈이온수로 50% 과산화수소로 희석하여 50% 안정화 과산화수소 용액을 제조하였다.
과산화수소 함유 증점 조성물의 제조
나타낸 경우를 제외하고는, 샘플은 과산화수소 5 내지 6% 및 중합체성 증점제 0.4 내지 3%를 함유한다. 중합체성 증점제(0.7g)를 탈이온수 60g에 가하고 잘 혼합하였다. 안정제를 과산화수소 용액에 가한 다음 중합체성 증점제에 가하였다. 수산화나트륨 용액(8%)을 혼합물이 증점될 때까지 가하였다. 50% 과산화수소(7㎖)와 물을 가하여 과산화수소 함유 증점 조성물 70g을 제조하며, 이는 과산화수소 함유 겔이 되었다. pH를 8% 수성 수산화나트륨으로 5 내지 7로 조절하였다. 각각의 샘플에 대한 안정제 농도는 최종 샘플의 활성 성분의 농도이다.
안정성 평가
달리 지시되지 않는 한, 안정성 평가를 위하여 다음 공정를 후속하였다. 샘플을 40 내지 50℃의 오븐에 넣었다. 조성물의 점도 및 일부 경우에는 조성물의 과산화수소의 농도를 저장 기간 동안 측정하였다. 점도(cP)는 브룩필드(Brookfield) RVTD 디지털 점도계 및 브룩필드 KYNAR® 수지 피복된 스핀들 #6T를 사용하여 측정하였다. 과산화수소 농도는 과망간산칼륨으로 적정하여 측정하였다.
실시예 1
당해 실시예는 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제와 다양한 안정제를 함유하는 샘플에 대한 점도 및 과산화수소 농도의 변화를 나타낸다. 다음 샘플을 제조하고 일반 공정에 기재된 바와 같이 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
각각의 샘플은 과산화수소 5중량% 및 CARBOPOL® EZ-2 중합체성 증점제 1중량%를 함유하였다. pH는 6이었다. 저장 온도는 45℃였다.
샘플 1-A는 Na2H2P2O7을 1ppm 미만 함유한다.
샘플 1-B는 살리실산 150ppm과 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유한다.
샘플 1-C는 HEDP 150ppm과 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유한다.
샘플 1-D는 주석산나트륨 300ppm과 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유한다.
샘플 1-E는 주석산나트륨 300ppm, HEDP 150ppm, 살리실산 150ppm 및 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유한다.
실시예 시간(주수)
0 1 2 3
1-A 점도(cP) 37,500 50 NDa ND
H2O2(wt%) 4.84 0.76 ND ND
1-B 점도(cP) 50,000 50 ND ND
H2O2(wt%) 4.97 0.98 ND ND
1-C 점도(cP) 50,000 14,000 50 ND
H2O2(wt%) 4.70 4.79 1.15 ND
1-D 점도(cP) 50,000 43,500 37,500 19,000
H2O2(wt%) 4.81 4.78 4.77 4.75
1-E 점도(cP) 50,000 42,000 39,000 36,500
H2O2(wt%) 4.88 4.76 4.69 4.55
aND는 측정되지 않음을 의미한다.
샘플 1-A는 안정제를 거의 함유하지 않으며, 샘플 1-B 내지 1-D는 안정제들 중의 하나만을 함유한다. 이들 샘플의 점도와 과산화수소 농도는 45℃의 저장 온도에서 신속하게 감소하였다. 샘플 1-D, 주석산나트륨 함유 샘플의 과산화수소 농도는 다른 샘플에서만큼 신속하게 감소하지는 않았지만, 샘플의 점도는 시험 기간 동안 감소하였다.
샘플 1-E는 본 발명의 안정제 시스템을 함유한다. 점도와 과산화수소 모두 시험 기간 동안 덜 감소되었다.
실시예 2
당해 실시예는 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제와 본 발명의 안정제 시스템을 함유하는 샘플의 점도 변화를 나타낸다. 다음 샘플을 제조하고 일반 공정에 기재된 바와 같이 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
각각의 샘플은 과산화수소 5중량%와 ACULYN® 28 중합체성 증점제 3중량%를 함유하였다. pH는 6으로 조절한다. 저장 온도는 45℃이다.
샘플 2-A는 Na2H2P2O7을 1ppm 미만 함유한다.
샘플 2-B는 주석산나트륨 300ppm, HEDP 150ppm, 살리실산 150ppm 및 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유한다.
실시예 시간(주수)
0 1 2 3 4 5 6
2-A 점도(cP) 50000 50 ND ND ND ND ND
H2O2(wt%) 4.37 0.43 ND ND ND ND ND
2-B 점도(cP) 50000 50000 50000 50000 50000 42000 41000
H2O2(wt%) 4.06 3.93 3.9 3.91 3.88 3.94 3.81
샘플 2-A는 안정제를 거의 함유하지 않는다. 이 샘플의 점도와 과산화수소 농도 둘 다 45℃의 저장 온도에서 신속하게 감소하였다.
샘플 2-B는 본 발명의 안정제 시스템을 함유한다. 점도와 과산화수소 둘 다 6주의 시험 기간 동안 약간만 감소하였다.
실시예 3
당해 실시예는 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제와 본 발명의 안정제를 함유하는 샘플에 대한 점도 변화를 나타낸다. 다음 샘플을 일반 공정에 기재된 바와 같이 제조하고 평가하였다. 점도(cP)로 나타내는 결과를 표 3에 나타낸다.
샘플 각각은 1% CARBOPOL® 2020 중합체성 증점제 1중량%를 함유하였다. pH는 7로 조절한다. 저장 온도는 50℃이다.
샘플 3-A는 과산화수소를 0중량% 함유하였다.
샘플 3-B는 과산화수소 5중량%와 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유하였다.
샘플 3-C는 과산화수소 5중량%, Na2SnO3 3H2O 40ppm, HEDP 200ppm, 6-하이드록실 피콜린산 500ppm 및 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유하였다.
실시예a 시간(주수)
0 1 2 3 4
3-A 128,000 46,000 15,400 600 800
3-B 134,200 800 ND ND ND
3-C 112,400 60,600 41,000 33,600 28,600
a 점도, cP
샘플 3-B는 안정제를 1ppm 미만 함유하였다. 점도는 1주 내에 90% 이상 감소하였다. 본 발명의 안정제 시스템을 함유하는 샘플 3-C의 점도는 과산화수소를 함유하지 않는 샘플 3-A보다 덜 감소하였다.
실시예 4
당해 실시예는 폴리아크릴레이트 중합체성 증점제와 본 발명의 안정제 시스템을 함유하는 샘플에 대한 점도 변화를 나타낸다. 다음 샘플을 일반 공정에 기재된 바와 같이 제조하고 평가하였다. 점도(cP)를 나타내는 결과를 표 4에 나타낸다.
샘플 각각은 CARBOPOL® EZ 중합체성 증점제를 1중량% 함유하였다. pH는 5로 조절하였다. 저장 온도는 50℃였다.
샘플 4-A는 과산화수소를 0% 함유하였다.
샘플 4-B는 과산화수소 5%와 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유하였다.
샘플 4-C는 과산화수소 5%, Na2SnO3 3H2O 80ppm, Na2H2P2O7 40ppm, 8-하이드록시 퀴놀린 50ppm 및 Na2H2P2O7 1ppm 미만을 함유하였다.
실시예a 시간(주수)
0 1 2 3 4
4-A 180,800 ND 128,600 89,600 74,000
4-B 0 0 0 0 0
4-C 194,600 ND 135,200 98,400 43,800
a 점도, cP
안정제를 함유하지 않는 샘플 4-B는 제조되는 동안 점도를 유지할 수 없었다. 시험 기간 동안 본 발명의 안정제 시스템을 함유하는 샘플 4-C는 과산화수소를 함유하지 않은 샘플 4-A에 대한 안정성에 있어서 유사하였다.
실시예 5
당해 실시예는 본 발명의 안정제 시스템과 중합체성 증점제로서의 크산탄 검을 함유하는 샘플에 대한 점도 변화를 나타낸다. 나타낸 경우를 제외하고는, 다음 샘플을 일반 공정에 기재된 바와 같이 제조하고 평가하였다. 증점제는 0.4% RHODOPOL® T 크산탄 검이었다. pH를 85% 인산(2ppm)으로 5로 조절하였다. 저장 온도는 40℃였다. 이들 샘플에 대한 점도(cP)를 브룩필드 DVII 점도계 및 브룩필드 스핀들 #2로 측정하였다. 점도(cP)를 나타내는 결과를 표 5에 나타낸다.
샘플 5-A는 과산화수소를 0% 함유하였다.
샘플 5-B는 과산화수소 6%, Na2H2P2O7 2ppm 및 DEQUEST® 2066 625ppm을 함유하였다.
샘플 5-C는 과산화수소 6%와 Na2H2P2O7 2ppm, DEQUEST® 2066 625ppm 및 살리실산나트륨 500ppm을 함유하였다.
샘플 5-D는 과산화수소 6%와 Na2H2P2O7 2ppm, DEQUEST® 2066 625ppm, 살리실산나트륨 500ppm 및 주석산나트륨 25ppm을 함유하였다.
실시예a 시간(일수)
0 6 7 14 21 24 28
5-A 1105 ND 937 895 847 ND 720
5-B 1175 1130 ND 972 802 672 ND
5-C 1252 ND 1207 1092 942 ND 637
5-D 1260 ND 1233 1155 1070 ND 930
a 점도, cP
본 발명의 안정제 시스템으로, 샘플 5-D는 인계 안정제만을 함유하는 샘플 5-B 및 안정제로서 인산염과 살리실레이트를 함유하는 샘플 5-C보다 훨씬 안정하다. 이는 과산화수소가 부재한 샘플(5-A)보다 훨씬 안정한 것으로 나타난다.
본 발명의 기재에 이어, 이제 다음 및 이의 상당부를 청구한다.

Claims (24)

  1. 과산화수소(a) 0.5 내지 15중량%,
    물(b),
    중합체성 증점제 또는 중합체성 증점제들의 혼합물(c) 0.01 내지 10중량%, 및
    주석산염 안정제(i) 10ppm 내지 1%, 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물(ii) 10ppm 내지 1% 및 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물(iii) 10ppm 내지 1%를 포함하는 안정제 시스템(d)을 포함하고, 점도가 500cP를 초과하는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 15 내지 2500ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 15 내지 2500ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 15 내지 2500ppm을 포함하는, 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 인 함유 안정제 또는 안정제들이 피로포스페이트, 화학식 N(CR1R2PO3H2)3의 화합물(여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다), 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌 디아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 비스 헥사메틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산 및 화학식 C(R3)(PO3H2)2OH의 화합물(여기서, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다)로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들이 살리실산, 치환된 살리실산, 6-하이드록시-피콜린산, 치환된 6-하이드록시-피콜린산, 8-하이드록시-퀴놀린 및 치환된 8-하이드록시-퀴놀린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중합체성 증점제 또는 중합체성 증점제들이 아크릴산의 단독중합체 및 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 조성물이 상기 중합체성 증점제를 0.05 내지 5중량% 포함하는, 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조성물의 pH가 3 내지 7인, 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 20 내지 1000ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 20 내지 1000ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 20 내지 1000ppm을 포함하는, 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 50 내지 500ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 40 내지 500ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 30 내지 600ppm을 포함하는, 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들이 피로포스페이트, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌 디아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 비스헥사메틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산 및 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들이 살리실산, 6-하이드록시-피콜린산 및 8-하이드록시-퀴놀린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 계면활성제 또는 계면활성제들의 혼합물을 0.25 내지 25중량% 추가로 포함하는, 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 15 내지 2500ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 15 내지 2500ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 15 내지 2500ppm을 포함하는, 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조성물의 pH가 3 내지 7인, 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 조성물의 점도가 10,000 내지 100,000cP인, 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 증점제가 폴리아크릴레이트 증점제인, 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 상기 조성물의 점도가 500 내지 2,000cP인, 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 증점제가 크산탄 검인, 조성물.
  16. 제11항에 있어서, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들이 피로포스페이트, 화학식 N(CR1R2PO3H2)3의 화합물(여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다), 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌 디아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 비스 헥사메틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산 및 화학식 C(R3)(PO3H2)2OH의 화합물(여기서, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이다)로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들이 살리실산, 치환된 살리실산, 6-하이드록시-피콜린산, 치환된 6-하이드록시-피콜린산, 8-하이드록시-퀴놀린 및 치환된 8-하이드록시-퀴놀린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 20 내지 1000ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 20 내지 1000ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 20 내지 1000ppm을 포함하는, 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 조성물이 상기 주석산염 안정제 50 내지 500ppm, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들의 혼합물 40 내지 500ppm 및 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들의 혼합물 30 내지 600ppm을 포함하는, 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 인 함유 안정제 또는 인 함유 안정제들이 피로포스페이트, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 디에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌 디아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 비스헥사메틸렌 트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산 및 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 방향족 킬레이트화제 또는 방향족 킬레이트화제들이 살리실산, 6-하이드록시-피콜린산 및 8-하이드록시-퀴놀린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 상기 조성물이 상기 중합체성 증점제 0.05 내지 2.5중량%와 과산화수소 2 내지 8중량%를 포함하는, 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 상기 조성물의 점도가 10,000 내지 100,000cP인, 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 상기 증점제가 폴리아크릴레이트 증점제인, 조성물.
  23. 제20항에 있어서, 상기 조성물의 점도가 500 내지 2,000cP인, 조성물.
  24. 제23항에 있어서, 상기 증점제가 크산탄 검인, 조성물.
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